Améliorer les prestations de santé grâce aux avancées de la technologie numérique et des capteurs
Giuseppe Olivadoti, Directeur du marketing et des applications (santé numérique), Analog Devices.
L’adoption d’une nouvelle approche centrée sur l’utilisation d’appareils de surveillance portables ou nomades (wearables) et d’équipements médicaux opérationnels sur le lieu des soins devrait améliorer la qualité des prestations aux patients, tout en allégeant la pression que subissent les établissements médicaux publics.
Certes, le monde de la santé avait entamé une transformation de grande ampleur bien avant que l’émergence du SRAS-CoV-2, le virus à l’origine de la COVID-19, n’insuffle un nouvel élan à l’innovation dans le secteur médical. Avant la pandémie de 2020, le vieillissement des populations dans les pays développés, la disponibilité quasi universelle des réseaux mobiles à haut débit et l’essor de technologies de détection sophistiquées avaient en effet favorisé l’adoption de méthodes de surveillance et de diagnostic numériques davantage personnalisées ou opérationnelles à distance. Mais alors que la crise que nous traversons intensifie la pression exercée sur des établissements de santé aux capacités limitées, les prestataires de services médicaux accélèrent le déploiement de nouvelles technologies pour tester et surveiller les patients en dehors du milieu hospitalier. À titre d’exemple, les innovations enregistrées dans le domaine des capteurs permettent de mesurer les signes vitaux à domicile avec une précision de niveau clinique, mais aussi de tester les échantillons sur le lieu des soins, ce qui évite d’envoyer les échantillons à un laboratoire d’analyse tout en accélérant l’obtention des résultats et, par conséquent, l’établissement du diagnostic.
Cette évolution marque une rupture par rapport aux procédures médicales en vigueur depuis plusieurs décennies. De manière générale, les patients se rendent à l’hôpital en cas des symptômes inquiétants ou pour effectuer un examen de routine annuel. Ils y sont soumis à une série de tests qui sont envoyés à un laboratoire dans le but d’effectuer un diagnostic ou une évaluation de santé. Dans la plupart des cas, ce diagnostic est posé bien après la consultation initiale et se fonde sur une image de l’état du patient à un instant « t ».
Une telle approche était somme toute logique à l’époque où les équipements sophistiqués nécessaires à la surveillance des signes vitaux et des symptômes étaient peu nombreux et exclusivement disponibles dans les hôpitaux et autres établissements spécialisés.
Aujourd’hui, le développement de technologies de détection à usage médical novatrices rend possible une approche radicalement différente du traitement des maladies. En lieu et place des imposants équipements de surveillance installés dans les hôpitaux, la nouvelle méthode de surveillance des patients s’appuie sur des dispositifs qui réunissent plusieurs atouts :
- compacité et, parfois, portabilité (produits wearables) ;
- basse consommation d’énergie, ce qui autorise une alimentation par batterie ;
- mesures précises et de qualité clinique.
De tels avantages permettent de suivre les patients et d’effectuer les tests nécessaires « en ville », c’est-à-dire en dehors de l’hôpital — que ce soit dans un cabinet médical ou à domicile. Pour un plus grand confort, le patient peut également utiliser des dispositifs portables tels que les patchs conçus pour surveiller son état de santé de manière discrète et continue, à tout moment et en tous lieux.
Améliorer les diagnostics en surveillant les activités courantes
Le déploiement de ces nouvelles technologies de télésurveillance est en partie motivé par le manque de ressources. La pression subie par les hôpitaux en 2020 lors du pic d’infections de COVID-19 a montré que les systèmes de santé pouvaient être rapidement submergés par la hausse des besoins en services de soins pointus. Sur le long terme, il est par conséquent logique de « transférer » vers une clinique ou leur domicile les patients dont les signes vitaux doivent faire l’objet d’une surveillance constante.
De même, la surveillance à l’aide d’appareils portables ou nomades (wearables) permet de générer des données plus utiles, avec à la clé des résultats plus probants pour les patients. Les nouvelles technologies de surveillance médicale enrichissent le suivi des signes vitaux tels que le rythme cardiaque, la variabilité du rythme cardiaque (VRC), la saturation pulsée en oxygène (SpO2) et la température. Grâce à une surveillance continue, il est en effet possible de détecter des tendances et des schémas qu’un généraliste n’a pas les moyens d’identifier. En parallèle, le développement de technologies de diagnostic à base d’intelligence artificielle (IA) contribue à automatiser la surveillance du flux de données.
Au lieu de submerger les médecins d’informations, cette approche basée sur l’intelligence artificielle s’appuie sur la technologie pour surveiller en arrière-plan les tendances des signes vitaux, un signal d’alarme étant envoyé lorsqu’une intervention personnelle du médecin s’avère nécessaire. Grâce à la détection des signes précurseurs d’une future morbidité, le patient et son médecin peuvent modifier ensemble le traitement en cours, le mode de vie ou le régime alimentaire dans le but de prévenir l’apparition de pathologies qui, précédemment, auraient abouti à une hospitalisation en soins intensifs.
De plus, le suivi à domicile ou dans un établissement médical extérieur révèle des informations concernant l’état de santé du patient dans un environnement quotidien, et non dans le cadre artificiel et généralement peu rassurant d’un service hospitalier. Regroupant plusieurs paramètres, les derniers capteurs wearables associent la mesure des signes vitaux à d’autres indicateurs tels que le mouvement ou le sommeil afin de replacer les données médicales dans le contexte du mode de vie du patient.
De nouvelles percées dans l’application de la technologie microélectronique
L’introduction de ce nouveau mode de surveillance des patients marque l’aboutissement d’une série de développements accomplis au 21e siècle dans les domaines des semiconducteurs et de l’informatique.
Dans le secteur de l’optoélectronique, les nouveaux capteurs optiques permettent de réaliser des photopléthysmographies (PPG) qui utilisent des méthodes optiques non invasives pour mesurer la fréquence cardiaque, la fréquence respiratoire et la saturation pulsée en oxygène (SpO2). De même, des capteurs de mouvements MEMS miniatures sont capables de suivre l’activité des patients — exercices physiques et qualité du sommeil, par exemple — pour « contextualiser » les signes vitaux.
Dans les hôpitaux, la plupart des équipements utilisés pour surveiller les signes vitaux sont encombrants et gourmands en énergie. En concentrant leur puissance dans une puce électronique, les fabricants de semiconducteurs facilitent la création de produits tels que des patches cutanés capables de fonctionner sur batterie pendant plusieurs jours ou semaines, et transmettent les données en mode sans fil à un terminal hôte tel qu’un smartphone. Les données relevées sont ensuite envoyées via une liaison sécurisée à un service de diagnostic en cloud qui convertira le flux de signaux électriques bruts en données médicales parfaitement exploitables.
Il n’est pas difficile de décrire les exigences fonctionnelles de systèmes microélectroniques et informatiques qui donnent aux patients la possibilité de porter une montre connectée ou un patch pour surveiller leurs signes vitaux. En revanche, mettre en œuvre des solutions qui utilisent ces technologies dans un produit réel est une tout autre histoire !
La contribution à l’innovation médicale commence par la mise à disposition de la technologie des semiconducteurs, mais elle ne s’arrête pas là. Idéalement, les clients sont accompagnés par des équipes d’experts techniques et de spécialistes du marché médical.
Il incombe aux experts en technologies médicales de cerner les exigences des applications et les principales caractéristiques du marché — par exemple, les réglementations en vigueur et la confidentialité des données. Les clients qui développent des produits médicaux complexes innoveront plus rapidement, avec une plus grande liberté et en ayant davantage confiance dans le succès de leurs projets s’ils bénéficient du soutien d’experts qui comprennent non seulement leur technologie, mais également leur application.
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